[发明专利]一种易染改性间位芳纶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种易染改性间位芳纶及其制备方法，该方法以间苯二甲酰氯、间苯二胺、3,5‑二氨基苯甲酸钠和双(3‑氨基苯基)苯基氧化磷为单体，在有机溶剂中采用低温缩聚制备改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液，制成的纤维对阳离子染料有良好的亲和性以及优良的阻燃性；制备过程中加入含有羧酸基团的3,5‑二氨基苯甲酸单体参与共聚，羧酸基团为阴离子基团，可以与阳离子染料以离子键结合，实现阳离子染料易染。本发明制备的易染改性间位芳纶的纺丝原液具有良好的溶解性、可纺性，制成纤维保持原有的耐高温以及力学性能，并且在阳离子染料中上染率较高，颜色亮丽，耐光牢度好。

【技术领域】

本发明属于间位芳纶技术领域，具体涉及一种易染改性间位芳纶及其制备方法。

【背景技术】

间位芳纶是应用最为广泛的高性能纤维之一，其具有优异的耐高温性、阻燃性、力学性能、电绝缘性和良好的纺织加工性，在防护服、高温过滤材料、复合材料领域广泛应用。作为消防等特殊行业的服装，要求专门的标志和色彩，但是间位芳纶纤维中分子结构紧密，玻璃化转变温度为270℃，常规染色方法即使个别勉强上染，但是色牢度差。工业上大多采用原液着色的方法制备有色间位芳纶，即将染料添加到聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液中，如CN100422401C和CN10240024 2B均采用原液着色的方法制备有色间位芳纶，但是原液着色的方法存在一些问题，如原液着色生产方式不灵活，更换纤维颜色的时候工艺复杂，管道清洗困难，浆料浪费等。

通过改变间位芳纶的分子结构达到提高染色性能的研究，如US4278779和CN107814928A，US4278779中引入第三单体间位亚二甲苯基二胺，制备改性间位二甲酰间苯二胺，之后与未改性的聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液混合后进行纺丝，该方法制备的纤维有较好的上染性，但由于改性后聚间苯二甲酰间苯二胺的相对分子质量较低，制备的纤维强度降低。其他的相关专利或技术中，存在制备出的间位芳纶阻燃性降低或原料纯度不佳的技术问题，不易于实现工业化生产。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种易染改性间位芳纶及其制备方法；该方法及材料用于解决染料难度大、纤维强度低和阻燃性能差的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种易染改性间位芳纶，化学结构式为：

其中：5≤X≤10，1≤Y≤5，85≤Z≤94。

一种易染改性间位芳纶的制备方法，制备过程为：将间苯二胺、间苯二甲酰氯、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷加入至有机溶剂中，发生缩聚反应后得到改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液；然后通过湿法纺丝制得易染改性间位芳纶原丝，将易染改性间位芳纶原丝洗涤后烘干、热定型，制得易染改性间位芳纶。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或几种。

优选的，所述改性聚间苯二甲酰间苯二胺纺丝溶液的粘度为40～70Pa·s。

优选的，间苯二胺、间苯二甲酰氯、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷在有机溶剂中缩聚反应的具体过程为：

步骤1，在有机溶剂中加入间苯二胺、3,5-二氨基苯甲酸钠和双(3-氨基苯基)苯基氧化磷，搅拌溶解后，将反应体系冷却至-20～-10℃，形成体系A；